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1、钢构造应用范围讨论自上世纪末到如今,由于我国钢产量的迅速增加和社会发展的需要,钢构造在建筑上应用及其广泛,它本身高强度、低自重等的特性被充分发挥在特殊的建筑构造上。钢构造具有其他的构造所不能替代的优越性,这种优越性能需要在钢材和构造上努力,深化研究钢构造的所有特性并不断地提高,用最合理的构造去发挥钢的特性,同时在施工工艺上和与其他构造的结合上进行研究。降低成本,提高钢构造的使用范围和效率,让它更好地为人类服务才是我们追求的目的。关键词:钢构造;强度;屈从点;韧性;荷载钢构造是指各种以钢为主制作的构件通过各种手段连接在一起的一种建筑构造。钢构造如今能被广泛的应用,主要是由于它有两个优越的条件。其
2、中第一个优越的条件为钢材产量是衡量一个国家工业水平的重要标准,随着炼钢技术的不断发展,2013年我国的钢材产量已经突破了十亿吨,有了钢材产量的支持,使得钢构造的应用有了大量应用的可能。第二个优越的条件为它的强度高,拉伸和收缩性好,自重也较轻,并且能够重复循环利用,在构件的结合方面也简单,便于装拆。当然钢构造也有两个主要的缺点,由于钢材易被腐蚀,在钢材的保护方面,每年都需要较高的维护费用。钢材随着温度的升高性能逐步下降,十分是当温度超过250时,变化更明显,即耐火性较差,当碰到火灾时就会造成构造的坍塌,造成极为严重的经济损失和人员伤亡。因而钢构造需要做好极高的防火措施1。2钢构造的特点和性能钢构
3、造相对于建筑上的其他构造具有高强度和自重轻的特点,并且它的强度比如今所广泛使用的构造都高出几倍,在一样荷载的情况下它的重量只是普通钢筋混凝土构造的四分之一,甚至会更少。由于钢构造自重较轻,便于运输和加工,能够提高施工的效率,在上海世博会上,一些临时用的建筑都是用的钢构造,在几天之内就能够搭建完成,使用后又能够拆除再利用。钢材质地均匀,差异不明显,并且便于理论计算。在发现和逃避灾祸经过中,当钢构造遭到毁坏时,它不会像其它混凝土构造一样迅速坍塌,钢构造会先出现变形的迹象,在变形的经过中,易被觉察,便于及时逃离避免发生人员伤亡。钢构造所用的构件由于钢材本身的特性,便于工厂生产,并且制造准确,质量可靠
4、。通过工厂的大批量生产能够降低施工成本,便于大范围的使用。在建造时,能够随时运输,连接方式简单易行,并且能够高温焊接,可以以用螺栓连接。极大的提高工作效率,缩短工期,具有较好的经济效益。当然由于钢材容易被腐蚀,耐火性差,在很多地方不宜使用,在防腐防火方面也需要较高的投入2。钢构造对钢材的使用有较高的要求。并不是所有的钢材都能够作为钢构造的原材料。首先所需的钢材的韧性和塑形要好;在抗震方面,构造的韧性越好,在遭毁坏时吸收的能量就越多,因而抗震性能就越好。构造的塑形越好,遭到地震作用时,不会发生脆性毁坏。能够做到及时发现,及时修理,避免事故的发生。其次要有较高的强度,能够承受较大的荷载,在(钢构造
5、设计规范)中对于钢材的强度有明确的要求,不得随意使用。屈从点是衡量钢材抗拉强度的重要条件,屈从点越高,承载极限能力越高,在使用经过中横截面积很小就能够到达较高的使用要求,能够做到降低钢材的使用量,降低成本,减轻自重,提高承载能力。对钢材的加工性能要好,便于工厂快速加工。在钢构造建造时,使施工进展顺利方便,提高工作效率。并且在加工后,不能由于加工而使钢材的性能有所降低。如在焊接后,使其具有同样的性能。最后,钢材要有低温实用性和抗腐蚀性,便于一些特殊建筑的使用。钢材像人一样也会产生疲惫,它的这种疲惫主要是在使用经过中出现的微小裂缝,这种裂缝可能在外部可以能在内部,不易被发现。随着荷载的增加或者重复
6、作用,这种裂缝会不断变大,影响钢材的使用性能。初始变化较小,最终这种变化会忽然加剧,产生脆性断裂,没有预兆而造成人员的伤亡。因而钢材的抗疲惫特别重要,采取适宜的措施减少疲惫的发生。3钢构造的应用和设计方法上述所讲的钢构造的各种特点决定了它具有较高的实用性。其主要适用于一些大型的工业民用工程。在大跨度构造上,由于跨度大,构造的支撑就不能过多,本身的重量就成了决定跨度大小的重要影响条件。钢构造恰好弥补了这个缺点,它不仅能够完成各种承载受荷的任务,这时自重轻的优点就会凸显出来。鸟巢、浦东机场、国家大剧院等基本都采用的钢构造。很多工业厂房,十分是重型工业厂房,它们的骨架就主要运用的钢构造。一些临时构筑
7、物,就是利用了钢构造在装拆方面的优势。在一些主要受风荷载的构筑物中,如信号发射塔、高压输电塔、和部分桥梁。由于钢构造的受风面积小,自然风对它没有较大的影响。在高层超高层建筑增加高度时,其上部最好的选择就是使用钢构造。在实际运用中,一些容器,管道支架,吊装都是使用的钢构造。钢构造在设计时要知足几个要求,安全可靠性,使用耐久性和经济使用性。为了知足上述几项要求,就要把握它所承受的荷载类型,其本身的特性和各种连接的技术。钢构造的设计方法,主要有两种,一种是传统的设计方法,叫做容许应力设计法。这种方法有些古板,把钢构造所受的各种力作为一个固定的数值,然后根据构造的承载能力,套用一个笼统的安全系数。这种
8、方法简单实用,但是不够准确缜密;另一种方法是极限状态设计法,它不像上一种方法一样把各种影响当做一个定值,而是作为一个随机变量,用数学理论给予一个明确的分析方法,固然繁琐,但是计算结果比拟准确,适用于一些对构造有严格要求的钢构造。4钢构造的新技术和将来发展随着技术的发展,钢构造有了很多新的拓展,如网架构造以其整体刚度好,抗震效果好遭到人们的青睐。网壳构造相对于网架构造又有本人新的特点,具有很多不同的造型,知足人们的审美要求,是钢构造在审美方面的一大进步。悬索构造是一种不同于上述的新型构造,它运用钢绞线,钢丝绳的受拉性能去建造构筑物。其受力合理,外形美观,施工方便且经济实用。膜构造的使用让钢构造的
9、优点更为突出,鸟巢的成功就与膜构造的运用有较大联络,它是将来建筑行业发展的一个方向,21世纪钢构造将成为发展的主流构造。预应力是钢材的一种特性,在提高钢材的性能,节省钢材方面得到了大量的使用。预应力混凝土就是一个成功的典范,同时在钢构造中钢材的这种特性就更应该发挥它的效应。预应力钢构造算是所用钢构造在性能上的飞越。由于钢构造在施工时细小部件比拟多,施工繁琐,并且要求的精度高,施工新技术的开发有待提高。在将来的发展上,提高钢材的性能是一大发展方向,高效能钢材的研制不仅是提高钢的各种性能,在形状方面也要求有更高的理论计算合理性。在一座建筑物的建设中,钢构造并不能独立的存在,与其他构造的结合才会有真正的出路,钢梁和混凝土的组合梁,钢管中灌注混凝土也是一个增加构造性能的方法。在设计中到达使用最优,经济最优才是关键。